Омане

Зависимость между В я Н для ферромагнитных материалов не имеет точного аналитического выражения, поэтому для каждого ферромагнитного материала эту зависимость изображают в виде крд, вой намагничивания В - f (Я), определяемой опытным путем.

Впервые зависимость магнитной проницаемости от напряжен ности магнитного поля была установлена в 1871 г. русским физн-ком А. Г. Столетовым и опубликована в его докторской диссерта-ции Исследование о функции намагничивания мягкого железа Эта работа послужила основой для расчета электрических машин и сыграла громадную роль в развитии электротехники.

Если ток в об.мотке кольцевого сердечника, изготовленного из ферромагнитного материала, плавно изменять в пределах от положительного максимального значения + -макс до отрицательного максимального значения - / а^ и от - до + макс. ТО зависимость индукции в сер. дечнике от напряженности магнитного поля получается в виде петли, называемой петлей магнитного гистерезиса. Эта петля в первом н цикле намагничивания и размагничивания не замкнута. При повторных изменениях тока в тех же самых пределах получается ряд петель, которые сначала отличаются друг от друга. После ряда циклов перемагничивания получается устойчивая симметричная петля (рис. 21-3).

Каждый из отрезков, отсекаемых петлей гистерезиса на оси ординат, определяет остаточную индукцию {Вг я -Вг), а каждый отрезок, отсекаемый той же пеглей на оси абсцисс, - коэрцитивную (задерживающую) силу {Не и -Не). Часть петли, лежащая во втором квадранте, ограниченная изменением индукции от иЯ = 0доВ = 0иЯ = -Яс, называется кривой размагничивания. Этой кривой пользуются при расчете постоянных магнитов (§ 21-4). Основной кривой намагничивания называют геометрическое место вершин замкнутых симметричных гистерезисных петель при различных максимальных значениях тока / акс-

На рис. 21-4 показаны основные кривые намагничивания В (Я) различных марок электротехнических сталей.

Для расчета цепей с постоянными магнитами имеют большое значение так называемьГе частные гистерезис и ые цикл ы, одна из вершин которых лежит на кривой размагничивания (рис. 21-3). Обычно петли этих циклов очень узки и в расчетах могут быть заменены прямыми линиями, проходящими через вершины частных гистерезисных циклов. Отношение магнитной

Рис. 21-3.

япукции А-6 к напряженности АЯ частного гистерезисного цикла называется коэффициентом возврата

Между величинами, характеризующими магнитные и электри-цеские цепи, существует формальная аналогия, позволяющая для магнитных цепей ввести ряд понятий, аналогичных понятиям, которые применяются при исследовании процессов в электрических цепях. Эта аналогия распространяется и на методы расчета магнитных цепей.

В электрических цепях по- т стоянные токи возникают под 2,0 действием э. д. с. источников электрической энергии; в магнитных цепях магнитные потоки чаще всего возбуждаются токами обмбток. Поэтому между э. д. с. в электрической пени и токами в обмотках, создающими магнитные потоки, существует формальная аналогия.Магнитный поток аналогичен току в электрической цепи. Пользуясь законом полного тока, можно ввести для магнитной цепи еще понятия магнитодвижущей силы и разности скалярных магнитных потенциалов, аналогичные понятиям э. д. с. и напряжения для электрической цепи.

По аналогии с сопротивлением электрическому току часто вводят сопротивление магнитному потоку, называемое магнитным сопротивлением цепи, и величину, обратную магнитному сопротивлению, - магнитную проводимость.

В электрических цепях постоянного тока пренебрегают током в изоляции проводников, так как проводимость изоляции очень мала по сравнению с проводимостью материала проводников. Магнитные проницаемости материала магнитной цепи и окружающей среды иногда мало отличаются друг от друга, а обмотки с электрическими токами занимают лишь небольшую часть участков магнитной цепи. При этих условиях приходится считаться с налипнем магнитного потока, частично выходящего за пределы магнитной цепи.

агнитный поток Ф, целиком замыкающийся по магнитной 1епи, называется основным потоком, а магнитный °т°к, замыкающийся частично по участкам магнитной цепи, а

Рис. 21-4.

частично - в окружающей среде, называют потоком рас, сеяния.

В этой главе рассмотрены такие магнитные цепи, которые изготовлены главным образом из ферромагнитных материалов В таких цепях резко отличаются магнитные проницаемости магнитной цепн и окружающей среды и потоками рассеяния во многих случаях можно пренебречь. Поэтому можно считать, что с любым витком одной и той же катушки с током / сцеплен один и тот же

поток Ф и что поток на каждом участке магнитной цепи остается одним и тем же по всей длине участка.

Рассмотрим сначала неразветвленную магнитную цепь (рис. 21-5).

Пусть участки 1 и 4 магнитной цепи выполнены каждый из одного и того же ферромагнитного материала и имеют различные поперечные сечения Si и Sj. При незначительном потоке рассеяния поток Ф в любом поперечном сечении магнитной цепи один и тот же. Если длины участков магнитной цепи (/ и 4) значительно больше поперечных размеров, то магнитная индукция во всех точках каждого участка может быть принята одинаковой.

На первом участке магнитной цепи индукция = Ф/Si, на втором участке бг - Ф/г- Напряженности магнитного поля на

Рис. 21-5.

этих участках

Яа = B2/!2!o = Ф/A2loS2

Применим закон полного тока к контуру, совпадающед-гу со средней магнитной линией длиной I = li -\- 1. Тогда получим:

f = ф Н = ЯЛ-+-Я2/2 ==/О).

(21-1)

В этом уравнении величина F = Iw называется по аналогии с э. д. с. электрической цепи магнитодвижущей силой (м. д. с.) или иногда намагничивающей силой (н. с).

После подстановки значений Я1 и ЯзВ уравнение (21-1) найдем,

что

f = /ау = ф-

+ Ф;

= Ф/? 1 + Ф7?,

(21-2)

где R i и Я„2 - магнитные сопротивления участков.

Произведение магнитного потока Ф на магнитное сопротивле! R 2 или разность скалярных магнитных потенциалов можно н вать по аналогии с электрической цепью магнитным н пряжением, взятым по направлению потока от точки а к то b (рис. 21-5), т. е. и^, = OR,.